En la costa este de Australia, en el norte tropical de Queensland, se encuentra la selva tropical de Daintree, un lugar donde la densidad de los árboles forma una masa verde casi impenetrable.
Entrar en el bosque puede parecer como retroceder en el tiempo. Contiene muchas familias de plantas antiguas. que se remonta al antiguo supercontinente de Gondwana. El aire es cálido y espeso por la humedad, y lleva el aroma terroso de hojas y tierra mojadas. La luz del sol se filtra a través del denso dosel en rayos dispersos, mientras que los helechos y las plántulas alfombran el suelo del bosque.
El Daintree y otros bosques tropicales, incluidos los del Amazonas, la cuenca del Congo y el sudeste asiático, han sido llamados los “pulmones” de nuestra Tierra. Absorben dióxido de carbono del aire mientras liberan vapor de agua y oxígeno a través de la fotosíntesis, el proceso mediante el cual las plantas absorben dióxido de carbono y fijan energía.
Debido a esto, sus frondosas copas desempeñan un papel crucial en la regulación del clima global y en la mitigación del calentamiento global.
Pero nuestro investigaciones recientes muestra que el aumento de las temperaturas afectará gravemente la capacidad de los bosques tropicales para realizar la fotosíntesis. Esto obstaculizará su capacidad para absorber dióxido de carbono de la atmósfera, reduciendo su papel en la mitigación del calentamiento global y exacerbando el cambio climático.
Hacer frente a un clima que cambia rápidamente
La capacidad de las plantas para adaptarse a diferentes entornos (también conocida como aclimatación) es una estrategia importante para que puedan hacer frente a un mundo cambiante.
Las plantas pueden aclimatarse dinámicamente a su entorno. Cuando se calientan, pueden ajustar su fotosíntesis para funcionar de manera más eficiente a temperaturas moderadamente más altas. Esto les permite mantener o incluso aumentar su absorción de carbono bajo estas nuevas condiciones.
Sin embargo, los árboles tropicales pueden tener una capacidad limitada para aclimatarse al calentamiento, porque han evolucionado en condiciones climáticas relativamente estables. Como resultado, ya están cerca del límite superior de temperaturas que pueden tolerar sin sufrir daños.
Calentar las hojas de los árboles de la selva tropical.
Para probar esta teoría, organizamos un experimento en la selva tropical de Daintree centrándonos en árboles tropicales de entre 15 y 30 metros de altura.
Usando un grúa de dosel para acceder a las copas de los árbolesinstalamos cajas calentadoras de hojas hechas a medida para calentar las hojas de cuatro especies de árboles maduros en 4°C: un aumento de temperatura previsto para los sistemas tropicales para el año 2100.
Las cajas estaban hechas de recipientes de plástico para llevar con alambre de pescar para mantener la hoja en su lugar y un alambre calefactor para calentar las hojas. Se midieron las temperaturas de las hojas durante todo el experimento y se utilizó un algoritmo de control de retroalimentación para mantener un calentamiento constante.
El experimento duró ocho meses, lo que lo convierte en uno de los experimentos de calentamiento de hojas in situ de mayor duración en un bosque tropical maduro.
Al comparar las respuestas fisiológicas de las hojas calentadas con las respuestas de las hojas no calentadas, pudimos capturar una imagen realista de cómo las hojas de los árboles tropicales podrían responder al calentamiento climático futuro.
El calentamiento reduce la fotosíntesis en todas las especies
Nuestro estudio encontró que el calentamiento redujo la fotosíntesis en todas las especies.
Las tasas de fotosíntesis disminuyeron en un promedio del 35 por ciento en las hojas calentadas en comparación con los controles no calentados. Esta disminución fue impulsada por dos factores clave.
Primero, los poros de las hojas, llamados estomas, que permiten la entrada de dióxido de carbono y la salida del agua, se volvieron menos abiertos en respuesta al aire más seco alrededor de las hojas calientes.
En segundo lugar, las temperaturas más cálidas interfirieron con las enzimas esenciales para la fotosíntesis, reduciendo su capacidad para fijar carbono.
Incluso después de ocho meses de calentamiento, los árboles mostraron poca capacidad para adaptarse a las temperaturas más altas. No mejoraron su capacidad para realizar la fotosíntesis de manera efectiva a temperaturas elevadas, ni cambiaron la temperatura máxima a la que se podía mantener la fotosíntesis.
Esto respalda la idea de que es posible que estos árboles ya estén operando cerca de sus límites térmicos.
Implicaciones significativas para el ciclo global del agua
Nuestros hallazgos de una menor absorción de carbono y una menor pérdida de agua debido al cierre de los estomas bajo temperaturas más cálidas se alinean con el concepto de “pulso debilitado”del intercambio de agua en sistemas tropicales.
Esto tiene importantes implicaciones para el ciclo global del agua.
Si bien el cierre de las estomas puede limitar la liberación de agua a la atmósfera, una atmósfera más seca extrae simultáneamente más humedad de los árboles, creando una dinámica compleja.
La respuesta de los bosques tropicales al calentamiento afectará sin duda el ciclo del agua, pero el impacto general sigue siendo incierto.
Poco espacio para adaptarse
Otros estudios también han señalado los efectos perjudiciales del cambio climático en los ecosistemas tropicales, incluido un más cálido y atmósfera más seca.
Los ambientes tropicales de tierras bajas ya están cerca de los límites fisiológicos para la fotosíntesis. Esto deja poco espacio para que los árboles se adapten al aumento de las temperaturas y a las condiciones más secas.
Combinados con las predicciones de calentamiento y sequía de los modelos climáticos, estos estudios apuntan a bosques tropicales menos resilientes bajo el cambio climático, debilitando su papel como pulmones de la Tierra.
Proteger la biodiversidad de la selva tropical ofrece esperanza
Sin embargo, la biodiversidad de los bosques tropicales ofrece cierta esperanza, ya que no todas las especies son igualmente vulnerables.
Investigaciones recientes muestra que las especies de rápido crecimiento se ven menos afectadas por el calentamiento en comparación con las de crecimiento lento. Si bien esto es prometedor, es importante recordar que las especies que viven más tiempo desempeñan el papel más importante en el almacenamiento de carbono a largo plazo.
Estos hallazgos resaltan la urgencia de proteger los bosques tropicales y limitar la magnitud del calentamiento global por las emisiones de dióxido de carbono.
Las estrategias de conservación deben centrarse en mantener la biodiversidad para mejorar la resilienciae identificar especies que tienen un mayor potencial para aclimatarse en un mundo en calentamiento.
La Dra. Kristine Crous es profesora titular de la Facultad de Ciencias y del Instituto Hawkesbury para el Medio Ambiente de la Universidad de Western Sydney. Kali Middleby es una ecofisióloga vegetal que investiga los impactos del cambio climático en el funcionamiento de los ecosistemas en la Universidad James Cook.
Este artículo fue publicado por primera vez en La conversación.
